[電子設(shè)計(jì)精品] vhdl任意整數(shù)的分頻器的設(shè)計(jì)(從1到任意位)

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1、1、按鍵去抖電路的設(shè)計(jì)一、按鍵電路???常用的非編碼鍵盤,每個(gè)鍵都是一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān)電路。???計(jì)數(shù)器輸入脈沖最好不要直接接普通的按鍵開(kāi)關(guān)，因?yàn)橛洈?shù)器的記數(shù)速度非?？?按鍵、觸點(diǎn)等接觸時(shí)會(huì)有多次接通和斷開(kāi)的現(xiàn)象。我們感覺(jué)不到，可是記數(shù)器卻都記錄了下來(lái)。例如，雖然只按了1下,記數(shù)器可能記了3下。因此，使用按鍵的記數(shù)電路都會(huì)增加單穩(wěn)態(tài)電路避免記數(shù)錯(cuò)誤。二、按鍵消抖???通常的按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān),當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí),電壓信號(hào)小型如下圖。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用,一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通,在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)。因而在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一

2、連串的抖動(dòng),如下圖。抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定,一般為5ms～10ms。這是一個(gè)很重要的時(shí)間參數(shù),在很多場(chǎng)合都要用到。???按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長(zhǎng)短則是由操作人員的按鍵動(dòng)作決定的,一般為零點(diǎn)幾秒至數(shù)秒。鍵抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次。為確保CPU對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理,必須去除鍵抖動(dòng)。在鍵閉合穩(wěn)定時(shí)讀取鍵的狀態(tài),并且必須判別到鍵釋放穩(wěn)定后再作處理。按鍵的抖動(dòng),可用硬件或軟件兩種方法。24三、硬件消抖???在鍵數(shù)較少時(shí)可用硬件方法消除鍵抖動(dòng)。下圖所示的RS觸發(fā)器為常用的硬件去抖。圖中兩個(gè)“與非”門構(gòu)成一個(gè)RS觸發(fā)器。當(dāng)按鍵未按下時(shí),輸出為1;當(dāng)鍵按下

3、時(shí),輸出為0。此時(shí)即使用按鍵的機(jī)械性能,使按鍵因彈性抖動(dòng)而產(chǎn)生瞬時(shí)斷開(kāi)（抖動(dòng)跳開(kāi)B）,中要按鍵不返回原始狀態(tài)A,雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不改變,輸出保持為0,不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。也就是說(shuō),即使B點(diǎn)的電壓波形是抖動(dòng)的,但經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后,其輸出為正規(guī)的矩形波。這一點(diǎn)通過(guò)分析RS觸發(fā)器的工作過(guò)程很容易得到驗(yàn)證。???利用電容的放電延時(shí)，采用并聯(lián)電容法，也可以實(shí)現(xiàn)硬件消抖：四、軟件延時(shí)消抖24如果按鍵較多,常用軟件方法去抖,即檢測(cè)出鍵閉合后執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序,產(chǎn)生5ms～10ms的延時(shí),讓前沿抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)鍵的狀態(tài),如果仍保持閉合狀態(tài)電平,則確認(rèn)為真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)

4、到按鍵釋放后,也要給5ms～10ms的延時(shí),待后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。五、VHDL按鍵去抖按鍵檢測(cè)需要消抖，一般有硬件和軟件兩種方式。硬件就是加去抖動(dòng)電路，這樣從根本上解決按鍵抖動(dòng)問(wèn)題。除了用專用電路以外，用可編程FPGA或者CPLD設(shè)計(jì)相應(yīng)的邏輯和時(shí)序電路，對(duì)按鍵信號(hào)進(jìn)行處理，同樣可以達(dá)到去抖動(dòng)的目的。本例中用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)了消抖電路：端口描述：clk輸入檢測(cè)時(shí)鐘；reset復(fù)位信號(hào)；din原始按鍵信號(hào)輸入；dout去抖動(dòng)輸出信號(hào)。VHDL源碼如下：LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;USEieee.st

5、d_logic_unsigned.all;ENTITYxiaodISPORT(clk:INSTD_LOGIC;reset:INSTD_LOGIC;din:INSTD_LOGIC;dout:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITY;ARCHITECTURERTLOFxiaodISTYPEstateIS(s0,s1,s2,s3);24SIGNALpre_s,next_s:state;BEGINP0:PROCESS(reset,clk)BEGINifreset='0'thenpre_s<=s0;elsifrising_edge(clk)thenpre_s<=

6、next_s;elsenull;endif;ENDPROCESSP0;P1:PROCESS(pre_s,next_s,din)BEGINcasepre_siswhens0=>dout<='1';ifdin='1'thennext_s<=s0;elsenext_s<=s1;endif;whens1=>dout<='1';ifdin='1'thennext_s<=s0;elsenext_s<=s2;endif;whens2=>dout<='1';ifdin='1'thennext_s<=s0;elsenext_s<=s3;endif;whens3=>dout<=

7、'0';ifdin='1'thennext_s<=s0;elsenext_s<=s1;endif;endcase;ENDPROCESSP1;ENDRTL;多按鍵去抖動(dòng)電路VHDL源碼，按鍵個(gè)數(shù)參數(shù)化，每個(gè)按鍵處理調(diào)用了上面的模塊：LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;USEieee.std_logic_arith.all;USEieee.std_logic_unsigned.all;ENTITYNxiaodISGENERIC(width:positive:=5);PORT24(clk:INSTD_LOGIC;reset

8、:INSTD_LOGIC;din:INSTD_LOG